(57)【要約】【課題】等化波形の非線形歪を補償することができるようにする。【解決手段】  加算部４９は、ビタビ検出器４５の判定値より求められたパーシャルレスポンスの応答より、入力された再生信号を減算して符号間干渉を求め、加算部４２は、入力された再生信号と雑音予測部４３より供給される予測結果とを加算して、再生信号に含まれる有色性の雑音成分を白色化するとともに符号間干渉を除去し、加算部４４は、フィルタ部４８の出力を加算部４２の出力に加算することにより、パーシャルレスポンスの応答より求められた非線形歪を再生信号より除去する。ビタビ検出器４５は、雑音成分が白色化され、符号間干渉が処理され、非線形歪が除去された再生信号より２値を検出し判定する。本発明は、例えば、光ディスク再生装置に適用できる。【選択図】図２
2005135557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波形等化された入力信号より２値を検出し、検出結果を出力する信号処理装置において、
前記入力信号に含まれる符号間干渉および有色性雑音を予測し白色化する雑音白色化手段と、
前記入力信号に含まれる非線形歪を除去する歪除去手段と、
前記雑音白色化手段により前記符号間干渉および有色性雑音が白色化され、前記歪除去手段により前記非線形歪が除去された前記入力信号より２値を検出し、検出結果を出力する検出手段と
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記歪除去手段は、FIRフィルタを用いて前記入力信号に含まれる非線形歪を求め、求めた前記非線形歪を前記入力信号より除去する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記歪除去手段は、前記検出手段においてブランチ毎に、前記入力信号に含まれる非線形歪を求め、求めた前記非線形歪を前記入力信号より除去する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記検出手段の検出処理における、前記ブランチ毎に状態推移に対応したデータおよび所定のパスメモリに格納されているデータのいずれか一方、または両方をパーシャルレスポンスの応答に変換する変換手段をさらに備え、
前記歪除去手段は、前記変換手段により変換されて得られた前記パーシャルレスポンスの応答に基づいて、前記入力信号に含まれる非線形歪を求める
ことを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記歪除去手段は、前記ブランチ毎に、値が互いに独立して設定される係数を用いて、前記入力信号に含まれる非線形歪を求める
ことを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記歪除去手段は、前記雑音白色化手段により、前記符号間干渉および前記有色性雑音が予測されて白色化された前記入力信号に含まれる非線形歪を求める
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記雑音白色化手段は、前記ブランチ毎に、値が互いに共通化されて設定される係数を用いて前記符号間干渉および前記有色性雑音の予測を行う予測手段を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記雑音白色化手段は、前記ブランチ毎に、値が互いに独立して設定される係数を用いて前記符号感干渉および前記有色性雑音の予測を行う予測手段を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置に関し、特に、等化波形の非線形歪を補償することができるようにした信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体より再生されたデジタルデータである再生信号を検出する方法として、電圧振幅のピークを特定するピーク・ディテクト法があった。しかしながら、近年の情報処理技術の向上とともに、記録媒体における記録密度の高密度化が進み、再生信号に符号間干渉が発生するようになり、ピーク・ディテクト法では、正確に検出できない場合があった。
【０００３】
そこで、積極的に符号間干渉（Inter Symbol Interference）を利用するパーシャルレスポンス（PR:Partial Response）方式と最尤検出（ML:Maximum Likelihood Sequence Detection）方式を組み合わせたPRML(Partial Response Maximum Likelihood)方式が用いられるようになった。しかしながら、記録媒体における記録密度の高密度化がさらに進み、その結果、符号間干渉の影響や、媒体等による非線形歪が顕著となり、従来のPRML方式では十分な性能が期待できなくなってきた。
【０００４】
これに対して、DFE（Decision Feedback Equalization）やFDTS/DF（Fixed Delay Tree Search/Decision Feedback）等の方法が、再生信号に含まれている雑音の符号間干渉や有色性雑音を白色化する方法としてよく知られている。また、検出精度の良いPRML方式にDFEの考え方を取り入れたNPML（Noise Predictive Maximum Likelihood）方式がある。この方式はハードディスクドライブ装置において既に実用化されている。さらに、このNPML方式を発展させ、記録する信号のパターンに依存した媒体等による歪の影響を軽減するPDNP (Pattern-Dependent Noise Prediction)方式も存在する（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
図１は、従来の、NPML方式の信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【０００６】
図１において、信号処理部１は、記録媒体より再生された再生信号を検出する信号処理部である。入力端子１１より入力された、等化基準値に波形等化された再生信号は、加算器１２に供給され、雑音予測器１３の出力と加算され、ビタビ検出器１４に供給される。ビタビ検出器１４は、その供給された再生信号より検出した２値の信号を、出力端子１５より信号処理部１の外部に出力するとともに、パーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）１６に供給し、式（１）に示されるようなパーシャルレスポンスの応答に変換させる。
【０００７】
【数１】
2005135557.tif 000003
【０００８】
ここで、Ｍは符号干渉長である。パーシャルレスポンス処理部１６は、入力された信号を式（１）で表されるパーシャルレスポンスの応答に変換すると、それを加算器１７に供給する。また、加算器１７には、入力端子１１より、入力信号が入力される。加算器１７は、パーシャルレスポンスの応答から入力信号の値を減算し、誤差信号を求め、雑音予測器１３に供給する。雑音予測器１３は、その誤差信号より入力信号に含まれる有色雑音成分を予測し、その予測結果を加算器１２に供給する。
【０００９】
ここで、加算器１２の出力、すなわち、波形等化された再生信号をｙnとし、ビタビ検出器１４で判定された２値の信号をパーシャルレスポンスの応答に変換した信号をｂ^nとすると、ビタビ検出器１４の入力ｚnは、式（２）のように表すことができる。
【００１０】
【数２】
2005135557.tif 000004
【００１１】
なお、式（２）において、Ｎ１は、FIR(Finite Impulse Response)フィルタで構成される雑音予測器１３の長さで、ｐi（１≦ｉ≦Ｎ１）はそのフィルタの係数である。式（２）より、通常のビタビ検出装置と比較すると、図１の信号処理部１は、判定結果を入力に戻すので、ブランチ毎にビタビ検出装置への入力が異なってくる。そこで、状態ｊ（ｓj）から状態ｋ（ｓk）への推移を考えると、ビタビ検出器１４への入力ｚnは以下の式（３）に示されるようになる。
【００１２】
【数３】
2005135557.tif 000005
【００１３】
また、ｂ^nをビタビの状態に割り当てることで、式（３）は、以下の式（４）のように表すことができる。
【００１４】
【数４】
2005135557.tif 000006
【００１５】
式（４）において、ｂｎは等化基準値であり、ビタビ検出器１４における状態数は、２M+K（0≦K≦Ｎ１）である。
【００１６】
また、PDNPの場合、ビタビ検出器における全てのブランチに対して個別に雑音予測器を準備し、ブランチ毎に最適な雑音予測器の係数を用意する。従って、この場合のビタビ検出器の入力ｚnは、NPML方式の場合式（４）で表されるのに対して、式（５）のように表される。
【００１７】
【数５】
2005135557.tif 000007
【００１８】
このようにして、信号処理部１は、再生信号に含まれている雑音の符号間干渉や有色性雑音を白色化する。
【００１９】
【非特許文献１】Jaekyun Moon、and Jongseung Park、“Pattern-Dependent Noise Prediction in Signal-Dependent Noise”、IEEE J. Select. Areas Commun.、vol. 19, No.4, pp.730-743、April 2001
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、以上のような方法においては、再生ヘッドや媒体等の記録再生機構の応答によってもたされる非線形歪は、完全に除去できないという課題があった。
【００２１】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、等化波形の非線形歪を補償することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の信号処理装置は、入力信号に含まれる符号間干渉および有色性雑音を予測し白色化する雑音白色化手段と、入力信号に含まれる非線形歪を除去する歪除去手段と、雑音白色化手段により符号間干渉および有色性雑音が白色化され、歪除去手段により非線形歪が除去された入力信号より２値を検出し、検出結果を出力する検出手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
前記歪除去手段は、FIRフィルタを用いて入力信号に含まれる非線形歪を求め、求めた非線形歪を入力信号より除去するようにすることができる。
【００２４】
前記歪除去手段は、検出手段においてブランチ毎に、入力信号に含まれる非線形歪を求め、求めた非線形歪を入力信号より除去するようにすることができる。
【００２５】
前記検出手段の検出処理における、ブランチ毎にその状態推移に対応したデータおよび所定のパスメモリに格納されているデータのいずれか一方、または両方をパーシャルレスポンスの応答に変換する変換手段をさらに備え、歪除去手段は、変換手段により変換されて得られたパーシャルレスポンスの応答に基づいて、入力信号に含まれる非線形歪を求めるようにすることができる。
【００２６】
前記歪除去手段は、ブランチ毎に、値が互いに独立して設定される係数を用いて、入力信号に含まれる非線形歪を求めるようにすることができる。
【００２７】
前記歪除去手段は、雑音白色化手段により、符号間干渉および有色性雑音が予測されて白色化された入力信号に含まれる非線形歪を求めるようにすることができる。
【００２８】
前記雑音白色化手段は、ブランチ毎に、値が互いに共通化されて設定される係数を用いて符号間干渉および有色性雑音の予測を行う予測手段を備えるようにすることができる。
【００２９】
前記雑音白色化手段は、ブランチ毎に、値が互いに独立して設定される係数を用いて符号間干渉および有色性雑音の予測を行う予測手段を備えるようにすることができる。
【００３０】
本発明の信号処理装置においては、入力信号に含まれる符号間干渉および有色性雑音が予測されて白色化され、入力信号に含まれる非線形歪が除去された入力信号より２値が検出されて、検出結果が出力される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、信号を処理することができる。特に、等化波形の非線形歪を補償することができ、より正確に最尤検出処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００３３】
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定したりするものではない。
【００３４】
本発明においては、波形等化された入力信号（例えば、図２の入力端子４１より入力される再生信号）より２値を検出し、検出結果（例えば、図２の出力端子４６より出力される判定値）を出力する信号処理装置（例えば、図２の信号処理部３１）が提供される。この信号処理装置は、入力信号に含まれる符号間干渉および有色性雑音を予測し白色化する雑音白色化手段（例えば、図２の雑音予測部４３、加算部４２、および加算部４９）と、入力信号に含まれる非線形歪を除去する歪除去手段（例えば、図２のフィルタ部４８および加算部４４）と、雑音白色化手段により符号間干渉および有色性雑音が白色化され、歪除去手段により非線形歪が除去された入力信号より２値を検出し、検出結果を出力する検出手段（例えば、図２のビタビ検出器４５）とを備える。
【００３５】
前記歪除去手段は、FIRフィルタ（例えば、図２のFIRフィルタ４８−１乃至FIRフィルタ４８−２M+K+1）を用いて入力信号に含まれる非線形歪を求め、求めた非線形歪を入力信号より除去するようにすることができる。
【００３６】
前記検出手段の検出処理における、ブランチ毎に状態推移に対応したデータ（例えば、図２においてビタビ検出器４５より出力される判定値）および所定のパスメモリに格納されているデータのいずれか一方、または両方をパーシャルレスポンスの応答に変換する変換手段（例えば、図２のパーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）４７）をさらに備え、歪除去手段は、変換手段により変換されて得られたパーシャルレスポンスの応答に基づいて、入力信号に含まれる非線形歪を求めるようにすることができる。
【００３７】
前記歪除去手段は、雑音白色化手段により、符号間干渉および有色性雑音が予測されて白色化された入力信号に含まれる非線形歪を求める（例えば、図２の、加算部４２の後段に配置される加算部４４）ようにすることができる。
【００３８】
前記雑音白色化手段は、ブランチ毎に、値が互いに共通化されて設定される係数を用いて符号間干渉および有色性雑音の予測を行う予測手段（例えば、図７の雑音予測器１６３−１乃至雑音予測器１６３−２M+K+1）を備えるようにすることができる。
【００３９】
前記雑音白色化手段は、ブランチ毎に、値が互いに独立して設定される係数を用いて符号間干渉および有色性雑音の予測を行う予測手段（例えば、図８の雑音予測器１６３−１乃至雑音予測器１６３−２M+K+1）を備えるようにすることができる。
【００４０】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４１】
図２は、本発明を適用した信号処理部の構成例を示すブロック図である。図２において信号処理部３１は、例えば、記録媒体より再生された再生信号を検出する信号処理装置であり、波形等化された再生信号が入力される入力端子４１、入力端子４１を介して入力された再生信号と雑音予測器４３の出力を加算する加算部４２、再生信号の雑音成分を予測する雑音予測部４３、加算部４２の出力にフィルタ部４８の出力を加算する加算部４４、最尤検出処理を行うビタビ検出器４５、ビタビ検出器４５の出力を信号処理部３１の外部に出力する出力端子４６、ビタビ検出器４５の出力をパーシャルレスポンスの応答に変換するパーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）４７、パーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）４７の出力であるパーシャルレスポンスの応答より非線形歪を求めるフィルタ部４８、パーシャルレスポンスの応答から、誤差信号を求める加算部４９により構成される。
【００４２】
加算部４２は、入力端子４１を介して入力された、等化基準値に波形等化された再生信号と雑音予測部４３の出力を加算し、その加算結果を加算部４４に供給する。加算部４２は、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応した加算器４２−１乃至加算器４２−２M+K+1よりなり、各加算器において、それぞれ、入力された再生信号と、雑音予測部４３の、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応した各雑音予測器より供給された信号とを加算し、加算部４４の、その加算器が対応する加算器に供給する。
【００４３】
雑音予測部４３は、加算部４９（加算器４９−１乃至加算器４９−２M+K+1）より求められた誤差信号が入力される、等化基準値に波形等化された再生信号の有色性雑音成分を予測し、その予測結果を加算部４２に供給する。雑音予測部４３は、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応した雑音予測器４３−１乃至雑音予測器４３−２M+K+1よりなる。その予測結果を加算部４２の、その雑音予測器が対応する加算器（加算器４２−１乃至加算器４２−２M+K+1）に供給する。
【００４４】
加算部４４は、加算部４２より供給される加算結果と、フィルタ部４８の出力とを加算し、その加算結果をビタビ検出器４５に供給する。加算部４４は、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応した加算器４４−１乃至加算器４４−２M+K+1よりなり、各加算器において、それぞれ、その加算器が対応する加算部４２の加算器（加算器４２−１乃至加算器４２−２M+K+1）より供給される加算結果と、フィルタ部４８の、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応した各FIR(Finite Impulse Response)フィルタより供給された信号とを加算し、その加算結果をビタビ検出器４５に供給する。
【００４５】
ビタビ検出器４５は、加算部４４の各加算器（加算器４４−１乃至加算器４４−２M+K+1）より供給された、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応した加算結果に基づいて、最尤検出処理（ビタビ検出方式による最尤検出処理）を行い、得られた判定値を、出力端子４６を介して信号処理部３１の外部に出力する。また、ビタビ検出器４５は、その判定結果を、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応して、パーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）４７に供給する。
【００４６】
パーシャルレスポンス部（ＰＲ）４７は、ビタビ検出器４５のパスメモリに格納されている判定結果を、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応したパーシャルレスポンスの応答に変換し、それらをフィルタ部４８および加算部４９に供給する。
【００４７】
フィルタ部４８は、パーシャルレスポンス部（ＰＲ）４７より供給されるパーシャルレスポンスの応答に対して、等化基準値に波形等化された再生信号に含まれる非線形歪を求め、それを加算部４４に供給する。フィルタ部４８は、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応したFIRフィルタ４８−１乃至FIRフィルタ４８−２M+K+1よりなり、各FIRフィルタにおいて、それぞれ、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応したパーシャルレスポンスの応答より非線形歪を求め、その処理結果を、加算部４４の、そのFIRフィルタが対応する加算器（加算器４４−１乃至加算器４４−２M+K+1のいずれか）に供給する。
【００４８】
加算部４９は、誤差信号を求めるために、パーシャルレスポンス部（ＰＲ）４７より供給されるパーシャルレスポンスの応答から、入力された再生信号の値を減算し、その減算結果を雑音予測部４３に供給する。加算部４９は、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応した加算器４９−１乃至加算器４９−２M+K+1よりなり、各加算器において、それぞれ、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応したパーシャルレスポンスの応答から、入力された再生信号の値を減算し、その減算結果を、雑音予測部４３の、その加算器が対応する雑音予測器（雑音予測器４３−１乃至雑音予測器４３−２M+K+1）に供給する。
【００４９】
なお、図２においては、加算器４２−１乃至加算器４２−２M+K+1、雑音予測器４３−１乃至雑音予測器４３−２M+K+1、加算器４４−１乃至加算器４４−２M+K+1、FIRフィルタ４８−１乃至FIRフィルタ４８−２M+K+1、並びに、加算器４９−１乃至加算器４９−２M+K+1の内、一部のみを示しており、その他を省略している。具体的に言うと、あるk番目の状態の２つのブランチは、2k−1,2k(1≦i≦2M+K)番目で表される。図２では、１番目、２M+K番目の状態に対する加算部４２、雑音予測部４３、加算部４４、およびフィルタ部４８が明示されている。
【００５０】
図３は、雑音予測部４３およびフィルタ部４８に含まれる雑音予測器もしくはFIRフィルタの構成例を示すブロック図である。図３において、FIRフィルタは、入力端子６１、入力された信号を遅延させるＮ個の遅延素子である遅延素子６２−１乃至６２−Ｎ、遅延された信号とフィルタ係数を乗算するＮ個の乗算器である乗算器６３−１乃至６３−Ｎ、それらの乗算結果を加算する加算器６４、並びに、加算結果を出力する出力端子６５により構成される。
【００５１】
遅延素子６２−１乃至遅延素子６２−Ｎは、それぞれ、フリップフロップ回路等により構成され、各遅延素子は、入力端子６１に直列に接続される。各遅延素子は、所定の期間入力された信号を保持した後、その信号を、その遅延素子が対応する乗算器、および１つ後段の遅延素子に供給する。なお、Ｎ個目の遅延素子である遅延素子６２−Ｎは、後段の遅延素子がないため、その出力を、遅延素子６２−Ｎが対応する乗算器６３−Ｎのみに供給する。なお、ここで、Ｎは、FIRフィルタのタップ数を表す。
【００５２】
乗算器６３−１乃至乗算器６３−Ｎは、それぞれ、供給された信号に、予め設定されたフィルタ係数ｐN乃至ｐ1を乗算し、乗算結果を加算器６４に供給する。加算器６４は、供給された乗算結果を全て加算し、その加算結果をフィルタ出力として、出力端子６５を介して外部に出力する。
【００５３】
次に、図２の信号処理部３１の動作について説明する。
【００５４】
入力端子４１より入力された、等化基準値に波形等化された再生信号は、加算部４２および加算部４９に供給される。加算部４２（加算器４２−１乃至加算器４２−２M+K+1）は、この再生信号と、雑音予測部４３（雑音予測器４３−１乃至雑音予測器４３−２M+K+1）の出力とを加算し、その加算結果を加算部４４に供給する。加算部４４（加算器４４−１乃至加算器４４−２M+K+1）は、その加算結果と、フィルタ部４８（FIRフィルタ４８−１乃至FIRフィルタ４８−２M+K+1）の出力とを加算し、その加算結果をビタビ検出器４５に供給する。ビタビ検出器４５は、その加算結果に対して最尤検出処理を行い、判定結果である判定値を、出力端子４６を介して信号処理部３１の外部に出力する。
【００５５】
また、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応したビタビ検出器４５のパスメモリに格納された判定結果を、パーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）４７に供給する。パーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）４７は、供給された各判定結果を、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応したパーシャルレスポンスの応答に変換し、それらをフィルタ部４８および加算部４９に供給する。フィルタ部４８（FIRフィルタ４８−１乃至FIRフィルタ４８−２M+K+1）は、供給されたパーシャルレスポンス応答に対して、等化基準値に波形等化された再生信号に含まれる非線形歪を求め、その処理結果を加算部４４に供給し、等化基準値に波形等化された再生信号に含まれる非線形歪を補償させる。
【００５６】
加算部４９（加算器４９−１乃至加算器４９−２M+K+1）は、誤差信号を求めるために、パーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）４７より供給されるビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応したパーシャルレスポンスの応答から、再生信号を減算し、その減算結果を雑音予測部４３に供給する。雑音予測部４３（雑音予測器４３−１乃至雑音予測器４３−２M+K+1）は、供給された減算結果に基づいて、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎に、再生信号に含まれる符号間干渉や有色性雑音を予測し、その予測結果を加算部４２に供給し、再生信号に含まれる有色性雑音を白色化させる。
【００５７】
このように、信号処理部３１は、雑音予測部４３、加算部４２、および加算部４９において、再生信号に含まれる符号間干渉や有色性雑音を白色化するだけでなく、フィルタ部４８および加算部４４において、等化波形における非線形歪の補償を行う。この非線形歪は、歪を含まないビタビ検出器４５の判定値から、信号の相関性を利用して、過去の判定値の線形結合で表すことができる。したがって、この歪は、式（６）のように表すことができる。
【００５８】
【数６】
2005135557.tif 000008
【００５９】
式（６）において、ｑi（１≦ｉ≦Ｎ２）は係数であり、Ｎ２は線形結合の長さを表す。これによって、ｂnの応答を等化された再生信号ｙnの応答に、更に近づけることができ、歪の影響を軽減することが可能となる。
【００６０】
すなわち、図２に示される信号処理部３１において、雑音予測部４３の雑音予測器４３−１乃至雑音予測器４３−２M+K+1の各係数の値が統一されているとき、すなわち、NPMLの場合だと、信号処理部３１は、式（４）に対して、式（７）で表すことができる。
【００６１】
【数７】
2005135557.tif 000009
【００６２】
また、同様に、図２に示される信号処理部３１において、雑音予測部４３の雑音予測器４３−１乃至雑音予測器４３−２M+K+1の各係数の値が互いに独立して設定されるとき、すなわち、PDNPの場合だと、信号処理部３１は、式（５）に対して、式（８）で表すことができる。
【００６３】
【数８】
2005135557.tif 000010
【００６４】
以上のように、信号処理部３１は、雑音予測部４３、加算部４２、および加算部４９において、再生信号に含まれる符号間干渉や有色性雑音を白色化するだけでなく、フィルタ部４８および加算部４４において、等化波形における非線形歪の補償を行うようにしたので、より正確に最尤検出処理を行うことができる。すなわち、信号処理部３１は、等化波形の非線形歪を補償することができる。
【００６５】
図４は、本発明を適用した光ディスク再生装置の構成例を示す図である。
【００６６】
図４において、光ディスク再生装置１００は、例えば、CDやDVD等のような光ディスクに記録された情報を再生する装置である。光ディスク再生装置１００の光ディスク１１１に記録された情報は、光学式ヘッド１１２により再生信号として再生され、RFアンプ１１３にて適当な振幅の大きさに増幅される。
【００６７】
増幅された再生信号は、ゲインコントロールアンプ（GCA：Gain Control Amp）１１４に入力され、所望の振幅の大きさに増幅される。増幅された再生信号は、アンチエイリアスを防ぐ為のローパスフィルタ(LPF：Low-Pass Filter)１１５に供給され、フィルタ処理が行われた後、AD変換器（Analog to Digital Convertor）１１７に供給されて量子化される。
【００６８】
また、ローパスフィルタ１１５の出力は、ゲインコントローラ１１６にも供給される。ゲインコントローラ１１６は、供給された再生信号に基づいて、ゲインコントロールアンプ１１４のゲイン（増幅度）を決定し、ゲインコントロールアンプ１１４をAGC回路（Auto Gain Controller）として動作させる。さらに、ローパスフィルタ１１５の出力は、PLL（Phase Locked Loop）１１８にも供給される。PLL１１８には、さらに基準クロックも供給される。PLL１１８は、供給された基準クロックをローパスフィルタ１１５の出力に同期させてAD変換器１１７のサンプリングクロックを生成し、それをAD変換器１１７に供給する。
【００６９】
AD変換器１１７は、そのサンプリングクロックを用いて、ローパスフィルタの出力である再生信号を量子化する。量子化された再生信号は、FIRフィルタ１１９に供給される。FIRフィルタ１１９は、供給された再生信号に対して、適応等化処理、若しくは等化処理を施し、等化後の再生信号を、図２を参照して説明した信号処理装置３１に供給する。信号処理装置３１は、供給された再生信号に対して検出処理を行い、光ディスク１１１に記録される前の元の信号を復元してそれを出力する。
【００７０】
このように、図２を参照して説明した信号処理部３１を用いて光ディスク１１１より再生された再生信号を検出することにより、信号処理部３１が、再生信号に含まれる符号間干渉や有色性雑音を除去するだけでなく、等化波形における非線形歪の除去を行うので、光ディスク再生装置１００は、より正確に最尤検出処理を行うことができる。すなわち、光ディスク再生装置１００は、等化波形の非線形歪を補償することができる。
【００７１】
図５は、このような光ディスク再生装置１００における、Blue-ray Disc（登録商標）フォーマット(ユーザ容量２７ギガバイト)の光ディスクのラジアル方向の傾きに対するの耐性の例を示すグラフである。図５において、横軸はディスクのラジアル方向の傾きであるラジアルスキューを示し、縦軸は、その時のビットエラーレートを示している。また、図５の曲線１３１は、PRML方式(PR(1,2,2,1))により再生信号を検出する場合の、ディスクのラジアル方向の傾きに対するの耐性の例を示しており、曲線１３２は、NPML方式により再生信号を検出する場合の、ディスクのラジアル方向の傾きに対するの耐性の例を示しており、曲線１３３は、NPML方式に歪補正用フィルタを適用した場合、すなわち、雑音予測器４３−１乃至雑音予測器4３−２M+K+1の係数を共通化してNPML方式に対応させた図２の信号処理部３１を用いて再生信号を検出する場合の、ディスクのラジアル方向の傾きに対するの耐性の例を示している。
【００７２】
図５において、曲線１３３の横方向の広がりが最も大きく、NPML方式に対応させた図２の信号処理部３１を用いて再生信号を検出する場合が、PRML方式またはNPML方式により再生信号を検出する場合と比較して、ディスクのラジアル方向の傾きに対するの耐性が最も大きいことが示されている。
【００７３】
また、同様に、図６は、光ディスク再生装置１００における、Blue-ray Disc（登録商標）フォーマット(ユーザ容量２７ギガバイト)の光ディスクのラジアル方向の傾きに対するの耐性の他の例を示すグラフである。図６において、横軸はディスクのラジアル方向の傾きであるラジアルスキューを示し、縦軸は、その時のビットエラーレートを示している。また、図６の曲線１４１は、PRML方式(PR(1,2,2,1))により再生信号を検出する場合の、ディスクのラジアル方向の傾きに対するの耐性の例を示しており、曲線１４２は、PDNP方式により再生信号を検出する場合の、ディスクのラジアル方向の傾きに対するの耐性の例を示しており、曲線１４３は、PDNP方式に歪補正用フィルタを適用した場合、すなわち、雑音予測器４３−１乃至雑音予測器４３−２M+K+1の係数を互いに独立して設定するようにしてPDNP方式に対応させた図２の信号処理部３１を用いて再生信号を検出する場合の、ディスクのラジアル方向の傾きに対するの耐性の例を示している。
【００７４】
図６において、曲線１４３の横方向の広がりが最も大きく、PDNP方式に対応させた図２の信号処理部３１を用いて再生信号を検出する場合が、PRML方式またはPDNP方式により再生信号を検出する場合と比較して、ディスクのラジアル方向の傾きに対するの耐性が最も大きいことが示されている。
【００７５】
以上のように、歪補正用フィルタであるFIRフィルタを用いて等化波形の非線形歪を補償することにより、光ディスク再生装置１００（信号処理部３１）は、図５および図６に示されるように、ディスクのラジアル方向の傾きに対する耐性を拡大させることができる。
【００７６】
なお、図２の信号処理部３１のフィルタ部４８（FIRフィルタ４８−１乃至FIRフィルタ４８−２M+K+1）のフィルタ係数、および雑音予測部４３（雑音予測器４３−１乃至雑音予測器４３−２M+K+1）の係数は、予め定められた値であってもよいが、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムを用いて適応等化させることも可能である。
【００７７】
次に、誤差信号の求め方について説明する。LMSアルゴリズムについては、数ある適応等化アルゴリズムの中でも、最も代表的なもので、広く一般に知られているので、ここでの説明は省略する。先に、NPMLに対応させた信号処理装置３１の場合について説明する。雑音予測器のFIRフィルタに対する誤差信号は、ビタビ検出器の判定結果をパーシャルレスポンスの応答に変換した信号と信号処理装置３１の入力信号の差と、その演算結果を入力とした雑音予測器の出力との差となる。そして、通常のLMSアルゴリズムを用いてFIRフィルタ係数ｐi（１≦ｉ≦Ｎ１）を決定すればよい。
【００７８】
また、等化波形の非線形歪を補償するFIRフィルタの係数は、Jaekyun Moon, and Jongseung Park, “Pattern-Dependent Noise Prediction in Signal-Dependent Noise”, IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 19, No.4, pp.730-743, April 2001に記載されているようなLMSアルゴリズムを利用する。ビタビ検出器の２値の判定結果をビタビ検出器の状態の長さだけメモリ等に格納しておき、毎時刻、現時刻の判定結果と過去の判定結果から現時刻の状態推移を検出し、その推移に相当するブランチのFIRフィルタの係数ｑiを更新するようにする。このときの誤差信号は、判定結果をパーシャルレスポンスの応答に変換した信号を、検出された状態推移に対応したブランチのFIRフィルタの係数と係数を同じくしたFIRフィルタに入力し、その出力を上述した雑音予測器の出力を決定するための誤差信号から差し引いたものとする。
【００７９】
図７は、このような場合の、本発明を適用した信号処理部の構成例を示すブロック図である。図２に示される信号処理部３１と同様の構成の部分については、図２と同じ符号を付してあり、その説明を省略する。
【００８０】
図７において、信号処理部１５１の加算部４９の出力は、係数を更新可能な雑音予測器１６３−１乃至雑音予測器１６３−２M+K+1からなる雑音予測部１６３に供給される。すなわち、図２の場合と同様に、加算器４９−１乃至加算器４９−２M+K+1の出力は、それぞれ、雑音予測器１６３−１乃至雑音予測器１６３−２M+K+1に供給される。雑音予測器１６３−１乃至雑音予測器１６３−２M+K+1は、係数が更新可能である点以外は、図２の雑音予測器４３−１乃至雑音予測器４３−２M+K+1と同様であり、それらの出力は、それぞれ、加算部４２の加算器４２−１乃至加算器４２−２M+K+1に供給される。
【００８１】
また、パーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）４７の出力（パーシャルレスポンスの応答）は、係数を更新可能なFIRフィルタ１６８−１乃至FIRフィルタ１６８−２M+K+1からなるフィルタ部１６８に供給される。すなわち、図２の場合と同様に、ビタビ検出器４５におけるブランチ毎にその状態推移に対応したパーシャルレスポンスの応答は、それぞれ、FIRフィルタ１６８−１乃至FIRフィルタ１６８−２M+K+1に供給される。FIRフィルタ１６８−１乃至FIRフィルタ１６８−２M+K+1は、係数が更新可能である点以外は、図２のFIRフィルタ４８−１乃至FIRフィルタ４８−２M+K+1と同様であり、それらの出力は、それぞれ、加算部４４の加算器４４−１乃至加算器４４−２M+K+1に供給される。
【００８２】
信号処理部１５１は、雑音予測器１６３−１乃至雑音予測器１６３−２M+K+1、並びに、FIRフィルタ１６８−１乃至FIRフィルタ１６８−２M+K+1の各係数を決定する回路として、入力された再生信号を遅延させる遅延処理部１７１、ビタビ検出器４５の出力（判定値）をパーシャルレスポンスの応答に変換するパーシャルレスポンス処理部１７２、パーシャルレスポンスの応答より遅延された再生信号を減算する加算器１７３、加算器１７３における減算結果より雑音予測器１７５の出力を減算する加算器１７４、雑音予測器１７５、加算器１７４の減算結果よりFIRフィルタ１７７の出力とを減算する加算器１７６、パーシャルレスポンスの応答にフィルタ処理を行うFIRフィルタ１７７、加算器１７６による減算結果によりフィルタ係数を決定するFIRフィルタを選択するスイッチ回路１７８、フィルタ係数の決定にあたってトレーニングの為、既知の信号パターンを用いる場合、この信号を入力する入力端子１８１、ビタビ検出器４５より供給される判定値または既知の信号パターンの内、いずれか一方を選択するスイッチ回路１８２、並びに、スイッチ回路１８２により選択された信号に基づいて、状態推移のパターンを検出するパターン検出器１８３よりなる回路を有している。
【００８３】
信号処理部１５１において、入力された再生信号は、加算部４２および加算部４９に供給されるとともに、遅延処理部１７１にも供給され、ビタビ検出器４５の出力と同じタイミングになるように遅延される。また、ビタビ検出器４５より出力された２値の判定値は、出力端子４６より出力されるとともに、パーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）１７２およびスイッチ回路１８２に供給される。パーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）１７２は、その供給された判定値をパーシャルレスポンスの応答に変換し、加算器１７３およびFIRフィルタ１７７に供給する。
【００８４】
加算器１７３は、パーシャルレスポンスの応答より、遅延処理部１７１により遅延された再生信号を減算し、減算結果を加算器１７４および雑音予測器１７５に供給する。雑音予測器１７５は、その演算結果を加算器１７４に供給する。加算器１７４は、加算器１７３における減算結果より雑音予測器１７５の出力を減算し、その減算結果を、雑音予測部１６３を構成する各雑音予測器の誤差信号として、雑音予測器１６３−１乃至雑音予測器１６３−２M+K+1に供給する。また、この誤差信号は、加算器１７６にも供給される。
【００８５】
FIRフィルタ１７７は、パーシャルレスポンス処理部（ＰＲ）１７２より供給されるパーシャルレスポンスの応答より、等化波形の非線形歪を算出し、その算出結果を加算器１７６に供給する。加算器１７６は、加算器１７４の減算結果よりFIRフィルタ１７７の出力を減算し、その減算結果を、フィルタ部１６８を構成する各FIRフィルタの誤差信号として、スイッチ回路１７８に供給する。
【００８６】
ところで、スイッチ回路１８２には、ビタビ検出器４５より判定値が供給され、さらに、入力端子１８１を介して外部から信号パターンを供給することも可能である。スイッチ回路１８２は、フィルタ係数の決定するためのトレーニングに当たって、既知の信号パターンを利用する場合、入力端子１８１を介して入力される既知の信号パターンをパターン検出器１８３に供給するようにスイッチを切り替える。また、ビタビ検出器４５の判定結果でトレーニングする場合、ビタビ検出器４５より供給される判定値をパターン検出器１８３に供給するようにスイッチを切り替える。
【００８７】
パターン検出器１８３は、このようにして供給された既知の信号パターンまたは判定値に基づいて、LMSを適用するブランチを選択する信号を作成し、それをスイッチ回路１７８およびFIRフィルタ１７７に供給する。FIRフィルタ１７７は、このようにパターン検出器１８３より供給された信号に基づいて、FIRフィルタ係数を選択する。また、スイッチ回路１７８は、このようにパターン検出器１８３より供給された信号に基づいて、LMSを適用するブランチのFIRフィルタをFIRフィルタ１６８−１乃至FIRフィルタ１６８−２M+K+1より選択し、スイッチを切り替えることにより、FIRフィルタの誤差信号を、選択したFIRフィルタに供給させるように制御する。
【００８８】
次に、PDNPに対応させた信号処理装置３１の場合について説明する。雑音予測器のFIRフィルタに対する誤差信号は、NPMLに対応させた場合と同様に、ビタビ検出器の判定結果をパーシャルレスポンスの応答に変換した信号と信号処理装置３１の入力信号の差と、その演算結果を入力とした雑音予測器の出力との差となる。このとき、等化波形の非線形歪を補償するFIRフィルタの係数の決定のときと同様に、雑音予測器のFIRフィルタ係数ｐi（１≦ｉ≦Ｎ１）は、毎時刻、現時刻の判定結果と過去の判定結果から現時刻の状態推移を検出し、その推移に相当するブランチの雑音予測器の係数を使用する。そして、検出された状態推移に相当するブランチが持つ雑音予測器の係数の更新を行う。
【００８９】
また、等化波形の非線形歪を補償するFIRフィルタの係数は、NPMLに対応させた場合と同様に算出する。
【００９０】
図８は、このような場合の、本発明を適用した信号処理部の構成例を示すブロック図である。図７に示される信号処理部１５１と同様の構成の部分については、図７と同じ符号を付してあり、その説明を省略する。
【００９１】
図８において、信号処理部２０１の構成は、基本的に図７の信号処理部１５１と同様であるが、加算器１７４の出力が、スイッチ回路２２１に供給される点と、加算器１７４に出力する雑音予測器の係数が検出されたパターンに対応したブランチの持つ雑音予測器の係数となることが信号処理装置１５１の場合と異なる。
【００９２】
パターン検出器１８３は、図７の場合と同様にして供給された既知の信号パターンまたは判定値に基づいて、LMSを適用するブランチを選択する信号を作成し、それをスイッチ回路１７８およびFIRフィルタ１７７に供給するとともに、雑音予測器２１５およびスイッチ回路２２１に供給する。
【００９３】
雑音予測器２１５は、パターン検出器１８３より供給される信号に基づいて係数を設定し、その係数を用いて、加算器１７３の減算結果から有色性雑音成分を予測し、予測結果を加算器１７４に供給する。
【００９４】
加算器１７４より出力される減算結果である雑音予測器の誤差信号は、スイッチ回路２２１に供給される。スイッチ回路２２１は、FIRフィルタの誤差信号の場合と同様に、パターン検出器１８３より供給された信号に基づいて、LMSを適用するブランチの雑音予測器を雑音予測器１６３−１乃至雑音予測器１６３−２M+K+1より選択し、スイッチを切り替えることにより、雑音予測器の誤差信号を、選択した雑音予測器に供給させるように制御する。
【００９５】
なお、雑音予測器およびFIRフィルタの係数の更新方法は、上述した以外であってもよく、どのようなアルゴリズムを用いるようにしてもよい。
【００９６】
また、以上においては、光ディスクの再生装置について説明したが、これに限らず、図２の信号処理部３１、図７の信号処理部１５１、および図８の信号処理部２０１は、例えば、磁気ディスクの記録再生装置や通信装置等、どのような装置に適用するようにしてもよい。
【００９７】
さらに、以上においては、ビタビ検出器４５が出力する判定値を用いて非線形歪を補償する方法を説明したが、これに限らず、ビタビ検出器４５は、内蔵する所定のパスメモリに格納されているデータをパーシャルレスポンス処理部４７に供給するようにしてももちろんよい。すなわち、信号処理部３１は、ブランチ毎に状態推移に対応したデータおよび所定のパスメモリに格納されているデータのいずれか一方、または両方により非線形歪を補償するようにしてもよい。
【００９８】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】従来の信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２のFIRフィルタの構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明を適用した光ディスク再生装置の構成例を示す図である。
【図５】ディスクのラジアル方向の傾きに対する耐性の例を示す図である。
【図６】ディスクのラジアル方向の傾きに対する耐性の他の例を示す図である。
【図７】本発明を適用した信号処理部の他の構成例を示す図である。
【図８】本発明を適用した信号処理部の、さらに他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１  信号処理部，  ３１  信号処理部，  ４２  加算部，  ４３  雑音予測部，  ４４  加算部，  ４５  ビタビ検出器，  ４７  パーシャルレスポンス処理部，  ４８  フィルタ部，  ４９  加算部，  ６２−１乃至６２−Ｎ  遅延素子，  ６３−１乃至６３−Ｎ  乗算器，  ６４  加算器，  １００  光ディスク再生装置，  １１１  光ディスク，  １１２  光学式ヘッド，  １１３  RFアンプ，  １１４  GCA，  １１５  LPF，  １１６  ゲインコントローラ，  １１７  AD変換器，  １１８  PLL，  １１９  FIRフィルタ，  １６３  雑音予測部，  １６８  フィルタ部，  １７１  遅延処理部，  １７２  パーシャルレスポンス処理部，  １７３  加算器，  １７４  加算器，  １７５  雑音予測器，  １７６  加算器，  １７７  FIRフィルタ，  １７８  スイッチ回路，  １８２  スイッチ回路，  １８３  パターン検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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